一种面向四分裂超高压输电导线的防震锤检修机器人及其检修方法与流程

本发明涉及一种面向四分裂超高压输电导线的防震锤检修机器人及其检修方法，属四分裂超高压输电线路带电检修作业技术领域。

技术背景

高压输电线路对于电力工业的发展和稳定有着重要影响，需要定期进行检修维护。然而单根输电导线阻值较大，抗干扰能力弱，传输效率低，与单根导线相比，分裂导线能使输电线的电感减小，电容增大，提高线路的输电能力。目前500kv及以上超/特高压多分裂线路(四分裂及以上)是我国输电网的骨干网，500kv四分裂线路分布在各省区，能够适应地理环境和气候更为复杂的地区，不仅量大面广，而且其分裂导线数量的减少或增加，既可简化为110～220(330)kv单/双分裂线路，也可拓展为750～1000kv六/八分裂线路。因此，研制适应四分裂线路的带电检修机器人非常必要，并且具有及其明显的现实意义。

防振锤是为了减少导线因风力扯起振动而设的。高压架空线路杆位较高，档距较大，当导线受到风力作用时，会发生振动。导线振动时，导线悬挂处的工作条件最为不利。由于多次振动，导线因周期性的弯折会发生疲劳破坏。当架空线路档距大于120米时，一般采用防振锤防振。然而微风、覆冰、雨雪等因素会引起防震锤移位和锈蚀，因此需要对防震锤进行定期检查。

处理此种问题主要是人工携带作业工具攀爬上线，对防震锤进行复位或更换。此类方法须停电作业，效率低，人身安全得不到保障。在此背景下，本发明设计一种面向四分裂超高压输电导线的防震锤检修机器人及其检修方法，可代替人工实现带电进行防震锤检修作业。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决现有人工检修四分裂超高压输电导线防震锤技术存在的不便和弊端，而提供一种面向四分裂超高压输电导线的防震锤检修机器人。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种面向四分裂超高压输电导线的防震锤检修机器人，其特征在于：包括：机箱；机体；移动臂，四组，均布置在机体顶面，末端安装有移动轮；纵移滑台：其布置在机体前端，上下两面安装有导轨，双作业臂可实现纵向移动；作业臂一，其布置在纵移滑台上，防震锤背面一侧；作业臂二，其布置在纵移滑台上，防震锤正面一侧；夹持机构，其布置在作业臂一末端，用于固定防震锤线夹；承托机构，其布置在夹持机构下方，距离夹持机构约为防震锤高度，用于承托防震锤，防止其脱落，起到安全防护作用；螺栓紧固机构，其布置在作业臂二末端，用于拧紧和松开防震锤螺栓；俯仰机构，其连接螺栓紧固机构和作业臂二，用于调节螺栓紧固机构俯仰角度，实现螺栓紧固机构与防震锤螺栓的对准。

本发明的防震锤检修机器人所述的作业臂一，具有三自由度，包括：纵移关节，旋转关节，伸缩关节，可将作业臂一运送至工作位置。

本发明的防震锤检修机器人所述的作业臂二，具有三自由度，包括：纵移关节，旋转关节，伸缩关节，可将作业臂二运送至工作位置。

本发明的防震锤检修机器人所述的夹持机构，布置在作业臂一末端，其具有一组夹爪，夹爪张角开口宽度大于防震锤线夹宽度，内部电机驱动夹爪收缩夹紧防震锤线夹，张开松开防震锤线夹。

本发明的防震锤检修机器人所述的承托机构，其具有一组承托钩，所述承托钩弧面形状与防震锤钢绞线形状相似，弧面半径略大于防震锤钢绞线半径。

本发明的防震锤检修机器人所述的俯仰机构，其连接螺栓紧固机构和作业臂二，其固定在作业臂二末端，与螺栓紧固机构以转动副连接，通过调节螺栓紧固机构俯仰角度，实现与防震锤螺栓对准。

本发明的防震锤检修机器人所述的夹持机构和螺栓紧固机构，顶部均安装摄像头，用于自主定位。

本发明的防震锤检修机器人所述的机箱悬挂在机体下方，靠近机体尾部，保持机器人整体横向平衡，并通过滑杆连接于机体，使得机器人在作业过程中不会发生侧倾，保持机器人在作业过程中的纵向平衡。

本发明的防震锤检修机器人所述的防震锤检修机器人适用于检修fdz型防震锤。

本发明的防震锤检修机器人所述的一种四分裂超高压输电导线防震锤检修方法，其特征在于，其步骤如下：

第一组旧防震锤拆卸：首先人工将防震锤检修机器人吊装上线，机器人通过四轮驱动沿四分裂导线下方导线行驶至工作位置；作业臂一通过纵移、旋转和伸缩关节到达第一组旧防震锤工作位置，承托机构运送至第一组旧防震锤钢绞线下方，电机驱动夹持机构夹爪收缩夹紧第一组旧防震锤线夹；在此过程中，机箱沿滑杆向第二组防震锤方向移动，避免机器人发生侧倾；作业臂二通过纵移、旋转和伸缩关节运动至工作位置，俯仰机构旋转，将螺栓紧固机构与第一组旧防震锤螺栓对准并松开第一组旧防震锤螺栓；作业臂一将第一组旧防震锤从导线上取下，双作业臂退出工作位置，防震锤检修机器人下线。

第二组旧防震锤拆卸：首先人工将防震锤检修机器人吊装上线，机器人通过四轮驱动沿四分裂导线下方导线行驶至工作位置；作业臂一通过纵移、旋转和伸缩关节到达第二组旧防震锤工作位置，承托机构运送至第二组旧防震锤钢绞线下方，电机驱动夹持机构夹爪收缩夹紧第二组旧防震锤线夹；在此过程中，机箱沿滑杆向第一组防震锤方向移动，避免机器人发生侧倾；作业臂二通过纵移、旋转和伸缩关节运动至工作位置，俯仰机构旋转，将螺栓紧固机构与第二组旧防震锤螺栓对准并拧松第二组旧防震锤螺栓；作业臂一将第二组旧防震锤从导线上取下，双作业臂退出工作位置，防震锤检修机器人下线。

第三组旧防震锤拆卸过程与第二组旧防震锤拆卸过程同理，第四组旧防震锤拆卸过程与第一组旧防震锤拆卸过程同理。

第一组新防震锤安装：将携带新防震锤的机器人吊装上线，机器人通过四轮驱动沿四分裂导线下方导线行驶至工作位置；作业臂一将第一组新防震锤放置在输电导线上，使第一组新防震锤卡口卡住输电导线；在此过程中，机箱沿滑杆向第二组防震锤方向移动，避免机器人发生侧倾；作业臂二运动至工作位置，俯仰机构旋转，将螺栓紧固机构与第一组新防震锤螺栓对准，螺栓紧固机构拧紧第一组新防震锤螺栓，电机驱动夹持机构夹爪张开松开第一组新防震锤线夹，所述防震锤检修机器人将第一组新防震锤安装；双作业臂退出工作位置，防震锤检修机器人下线。

第二组新防震锤安装：将携带新防震锤的机器人吊装上线，机器人通过四轮驱动沿四分裂导线下方导线行驶至工作位置；作业臂一将第二组新防震锤放置在输电导线上，使第二组新防震锤卡口卡住输电导线；在此过程中，机箱沿滑杆向第一组防震锤方向移动，避免机器人发生侧倾；作业臂二运动至工作位置，俯仰机构旋转，将螺栓紧固机构与第二组新防震锤螺栓对准，螺栓紧固机构拧紧第二组新防震锤螺栓，电机驱动夹持机构夹爪张开松开第二组新防震锤线夹，所述防震锤检修机器人将第二组新防震锤安装；双作业臂退出工作位置，防震锤检修机器人下线。

第三组新防震锤安装过程与第二组新防震锤安装过程同理，第四组新防震锤安装过程与第一组新防震锤安装过程同理。

本发明的防震锤检修作业机器人与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明可实现代替人工不停电进行四分裂超高压输电导线防震锤检修作业；

2.夹持机构作用于防震锤线夹使其固定，螺栓紧固(松开)作业更为稳定高效；

3.承托机构起到安全防护作用，防止夹持机构作业时出现失误导致防震锤掉落；

4.俯仰机构能够适应与地面成不同角度的防震锤螺栓；

5.机箱与机体通过滑杆连接，保障机器人在作业过程中的整体平衡性；

6.本发明的防震锤检修机器人采用四轮驱动，可以适应四分裂超高压输电线路结构。

附图说明

图1为本发明防震锤检修机器人外观结构示意图；

图2为本发明防震锤检修机器人沿四分裂超高压导线行驶；

图3为本发明防震锤检修机器人行驶至工作位置；

图4为作业臂一固定第一组旧防震锤；

图5为螺栓紧固机构与第一组旧防震锤螺栓对准并松开防震锤螺栓；

图6为本发明防震锤检修机器人检修第二组防震锤；

图7为本发明防震锤检修机器人检修第三组防震锤；

图8为本发明防震锤检修机器人检修第四组防震锤；

上述图中：1-机箱，2-机体，3-滑杆，4-纵移滑台，5-移动臂，6-移动轮，7-移动轮驱动器，8-作业臂一，9-作业臂二，10-夹持机构，11-承托机构，12-夹爪，13-承托钩，14-螺栓紧固机构，15-俯仰机构，16、17-摄像头。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

本发明的一种防震锤检修机器人结构如图1所示，包括机箱1，机体2，滑杆3，纵移滑台4，移动部件，作业臂部件，作业末端部件等基本部件。所述移动部件具体包括移动臂5，移动轮6，移动轮驱动器7；所述作业臂部件具体包括作业臂一8，作业臂二9，其中移动关节和伸缩关节通过链条轨道配合，旋转关节为曲柄摇杆机构；所述作业末端部件具体包括夹持机构10，承托机构11，螺栓紧固机构14，俯仰机构15；所述夹持机构，其具有一组夹爪12，通过电机-减速箱控制夹爪开合；所述承托机构，其具有一组承托钩13，其安装在夹持机构下方，距离夹持机约为防震锤高度；所述俯仰机构15与螺栓紧固装置以涡轮蜗杆传动的方式输出扭矩；所述夹持机构和螺栓紧固机构，顶部均安装摄像头16、17，用于自主定位。

下面以第一组防震锤检修作业为例介绍本发明的防震锤检修机器人工作流程：

第一组旧防震锤拆卸：首先人工将防震锤检修机器人吊装上线，机器人通过四轮驱动沿四分裂导线下方导线行驶至工作位置；作业臂一8通过纵移、旋转和伸缩关节到达第一组旧防震锤工作位置，承托机构11运送至第一组旧防震锤钢绞线下方，电机驱动夹持机构10夹爪12收缩夹紧第一组旧防震锤线夹；在此过程中，机箱1沿滑杆3向第二组防震锤方向移动，避免机器人发生侧倾；作业臂二9通过纵移、旋转和伸缩关节运动至工作位置，俯仰机构15旋转，将螺栓紧固机构14与第一组旧防震锤螺栓对准并松开第一组旧防震锤螺栓；作业臂一将第一组旧防震锤从导线上取下，双作业臂退出工作位置，防震锤检修机器人下线。

第一组新防震锤安装：将携带新防震锤的机器人吊装上线，机器人通过四轮驱动沿四分裂导线下方导线行驶至工作位置；作业臂一将第一组新防震锤放置在输电导线上，使第一组新防震锤卡口卡住输电导线；在此过程中，机箱沿滑杆向第二组防震锤方向移动，避免机器人发生侧倾；作业臂二运动至工作位置，俯仰机构旋转，将螺栓紧固机构与第一组新防震锤螺栓对准，螺栓紧固机构拧紧第一组新防震锤螺栓，电机驱动夹持机构夹爪张开松开第一组新防震锤线夹，所述防震锤检修机器人将第一组新防震锤安装；双作业臂退出工作位置，防震锤检修机器人下线。